DE2930418C2 - Gewinnung von Energie aus einem Haufwerk - Google Patents

Gewinnung von Energie aus einem Haufwerk

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Description

Erfindungsgegenstand ist das im Anspruch angegebene Verfahren. Die Unteransprüche nennen Ausgestaltungen der Erfindung.
Das Haufwerk kann beispielsweise eine Mülldeponie sein. Das Biogas wird dann auch Deponiegas genannt.
Ursprünglich stellte die Gasentwicklung in Mülldeponien eine Umweltbelastung dar. Seit einiger Zeit ist man dazu übergegangen, das entstehende Gas, sofern es in ausreichender Menge anfällt, als Energieträger zu nutzen. Man richtet sich dabei im wesentlichen nach den Gegebenheiten der jeweiligen Mülldeponie.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Energieentnahme aus einem solchen Haufwerk wirtschaftlicher zu gestalten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist also das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Haufwerk durch Steuerung des Wärmehaushalts und des Wasserhaushalts als regelbares Kraftwerk betrieben wird.
Es ist bekannt (DE-OS 25 35 756), bei der biologischen Ausfaulung zur Herstellung von Dünger und Methan bevorzugte Temperaturbereiche einzuhalten. Demgegenüber lehrt die Erfindung, das Haufwerk wie ein steuerbares Kraftwerk zu betreiben, basierend auf der Erkenntnis, daß die Bakterientätigkeit, durch die Biogas und Wärme erzeugt werden, innerhalb des Haufwerkes derart beeinflußbar ist, daß sich eine optimale Energieausbeute erzielen läßt, Bekanntlich dauert beispielsweise der Abbau der organischen Massen in einer Mülldeponie je nach den Gegebenheiten 50 bis 100 Jahre. Das erfindungsgemäße Verfahren jedoch bietet die Möglichkeit, den Abbauvorgang der organischen Stoffe zu beschleunigen uid die
ίο frei werdende Energie in einem kürzeren Zeitraum und wirtschaftlicher zu nutzen. Dies geschieht durch gleichmäßige Einstellung der Temperatur- und Feuchtigkeitswerte innerhalb des gesamten Haufwerkes sowie durch Wahl und Einhaltung dieser Werte entsprechend den jeweiligen Erfordernissen. Beispielsweise ergibt eine Temperatur von 30 bis 35° C bereits eine beträchtliche Steigerung der erzielbaren Energieausbeute. Eine weitere Steigerung ist möglich durch Erhöhung der Temperatur auf 50 bis 60° C.
Vorzugsweise wird dem Haufwerk durch ein Wärmeträgermedium wahlweise Energie zugeführt oder entnommen.
Um die erfindungsgemäße Energieentnahme in Gang zu setzen, können dem Haufwerk gleichzeitig Wärme und Feuchtigkeit zugeführt werden. Nach Erreichen der optimalen Betriebsbedingungen fährt man mit der Feuchtigkeitszufuhr fort, während man zur Einhaltung der Betriebstemperatur von Wärmezufuhr auf Wärmeentnahme übergeht gleichzeitig wird natürlich das Gas entnommen. Eine Möglichkeit zum Drosseln des Betriebs besteht darin, die Feuchtigkeitszufuhr einzustellen und den Wärmeentzug zu erhöhen, so daß die Betriebstemperatur absinkt Von wesentlicher Bedeutung ist, daß die Erfindung neben der Optimierung der Gasentnahme eine zusätzliche Wärmeentnahme ermöglicht wodurch die gesamte Energieausbeute stark erhöht wird. Für diese Wärmeentnahme schlägt die Erfindung vor, daß das Wärmeträgermedium durch einen im Haufwerk verlegten Primärkreis eines Wärmetauschers zirkuliert wird. Daraus ergibt sich ein günstiger Wärmetransport und eine gute Steuerbarkeit des Verfahrens. Vor allen Dingen läßt sich auch ohne weiteres die Wärmezufuhr während des Startvorganges bewerkstelligen.
Ein weiterer Energiegewinn wird dadurch ermöglicht, daß man dem Sickerwasser, das durch Sammeldrainagen entnommen wird, Wärme entzieht.
Bis heute ist die schadlose Beseitigung des Sickerwassers eine aufwendige Umweltschutzmaßnahme. Das Sickerwasser wird entweder in Faßwagen zu einem Klärwerk abgefahren, oder durch eine Rohrleitung ins Klärwerk abgeleitet. Es muß dann in dem Klärwerk gereinigt werden. Dieses Verfahren ist in bezug auf den Abtransport oder die Ableitung aufwendig. Ebenso ist die Reinigung im Klärwerk aufwendig, da das Sickerwasser um ein mehrfaches stärker verschmutzt ist als häusliches Abwasser.
Ganz besonders vorteilhaft ist es daher, daß anstatt einer Frischwasserzugabe das Sickerwasser in das Haufwerk hinein rezirkuliert wird. Dadurch wird die aufwendige Siekerwasserbeseitigung erspart. Gleichzeitig kann dies zu einer Temperaturerhöhung innerhalb des Haufwerkes bzw. zu einem verstärkten Wärmeentzug über das Wärmeträgermedium beitragen sowie die
Gasproduktion steigern.
Eine weitere Steuermöglichkeit besteht darin, daß Impfstoffe in das Haufwerk eingegeben werden, die die Bakterientätigkeit hemmen oder fördern.
Durch die schon erwähnte Drosselung kann man eine Energiespeicherung für beispielsweise ca, 1 bis 3 Tage herbeiführen, sofern das Deponiegas gegen eine Oberdrucksicherung in einen Speicherbehälter geleitet, die Wärme im Haufwerk behalten und das Sickerwasser gesammelt wird. Diese Speicherungsmöglichkeit erhöht beträchtlich den Wert der erzeugten Energie. Nach Beendigung der Speicherung, dth, bei erneutem Energiebedarf, führt man eine erneute Verfahrenssteigerung durch, um die Energieausbeute zu steigern.
Eine weitere vorteilhafte Verfahrenssteuerung besteht darin, daß die Dichte des Haufwerks zur Energiespeicherung und/oder Energieerzeugung nachträglich und/oder bei laufender Schüttung optimal eingestellt und/oder verändert wird.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert Die Zeichnung stellt eine Prinzipskizze für die Energienutzung eines Haufwerks dar.
Ein Haufwerk 1 wird von einer Abdeckschicht 2 abgedichtet
Das Sickerwasser wird durch eine Sammeldr^inagt 3 abgezogen und einer Pumpe 4 zugeführt. Deren Druckleitung 5 fördert während des Starts und während des Betriebes Sickerwasser in das Haufwerk 1 zurück, um dessen Feuchtigkeitsgehalt einzustellen. Überschüssiges Sickeiwasser wird zur Kanalisation geleitet
Ein Primärkreis 6 eines Wärmetauschers 7 ist innerhalb des Haufwerkes 1 verlegt und wird von einem Wärmeträgermedium durchströmt Der Wärmetauscher 7 ist ferner an einen Sekundärkreis 8 angeschlossen. Dieses System führt während des Starts Wärme in das Haufwerk 1 ein und wird anschließend umgekehrt,
ίο um während des Betriebes Wärme zu entnehmen.
Außerdem wird Deponiegas durch eine Gasleitung 9 dem Haufwerk 1 entzogen und über eine Pumpe 10 einer Gasaufbereitungsanlage 11 zugeleitet Es gelangt anschließend zur Gasverwertung IZ Die Gasentnahme kann durch Sammeldrainagen vorgenommen werden, die möglichst während des Schüttvorganges, aber auch noch nachträglich durch Horizontal- und Vertikalbohrungen verlegt werden können. Es ist auch möglich, in der Sammeldrainage 3 Sickerwasser und Biogas gleichzeitig zu entnehmen.
Zur Steuerung der Anlage dienert nicht gezeigte Meßstellen innerhalb des Haufwerks 1, dit- beispielsweise die Temperatur und die Feuchtigkeit und/oder andere Meßwerte überwachen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche;
1. Verfahren zur Gewinnung von durch Bakterientätigkeit entstehender Energie aus einem Haufwerk mit Anteilen organischer Stoffe, wobei Biogas aus dem nach außen abgedichteten Haufwerk entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Haufwerk durch Steuerung des Wärmehaushalts und des Wasserhaushalts als regelbares Kraftwerk betrieben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Haufwerk durch ein Wärmeträgermedium wahlweise Energie zugeführt oder entnommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch kennzeichnet, daß das Wärmeträgermedium durch einen im Haufwerk verlegten Primärkreis eines Wärmetauschers zirkuliert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Sickerwasser, das durch Sammeldrainagen entnommen wird. Wärme entzieht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sickerwasser in das Haufwerk hinein rezirkuliert wird.
6. Verfahren nach einem dei Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Impfstoffe in das Haufwerk eingegeben werden, die die Bakterientätigkeit hemmen oder fördern.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Biogas gegen eine Überdrucksicherung in sinen Speicherbehälter geleitet, die Wärme im Ha-ifwerk behalten und das Sickerwasser gesammelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Haufwerks zur Energiespeicherung und/oder Energieerzeugung optimal eingestellt und/oder verändert wird.
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